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m 



Direction générale de la recherche 
Bulletin technique 1993-6F 

La somatocrinine 
chez le bovin 



Canada 






Cover illustration 

The images represent the Research Branch's objective: 

to improve the long-term çompetitiveness of the Canadian 

agri-food sector through the development and transfer of new 

technologies. 

Designed by Research Program Service. 

Illustration de la couverture 

Les dessins illustrent l'objectif de la Direction générale de la 
recherche : améliorer la compétitivité à long terme du secteur 
agro-alimentaire canadien grâce à la mise au point et au transfert 
de nouvelles technologies. 
Conception par le Service aux programmes de recherches. 







La somatocrinine 
chez le bovin 



H. LAPŒRRE, D. PETITCLERC et G. PELLETIER 

Station de recherches de Lennoxville 

Lennoxville (Québec) 

Bulletin technique 1993-6E 



Direction générale de la recherche 

Agriculture Canada 

1993 



On peut obtenir des exemplaires de cette 
publication à l'adresse suivante 

Directeur 

Station de recherches de Lennox ville 

Direction générale de la recherche 

Agriculture Canada 

CJP. 90, 2000, route 108 Est 

Lennoxville (Québec) 

JIM 1Z3 

©Ministre des Approvisionnements et Services Canada 1993 
N° de cat. A54-8/1993-6F 
ISBN 0-662-98388-2 

Also available in English under the title 
Somatocrinin in cattle 



TABLE DES MATIERES 

Page 

Remerciements iv 

Summary v 

Résumé vi 

1 . Introduction 1 

1.1 Le système endocrinien 1 

1 . 2 Physiologie de la lactation 1 

1 . 3 Les hormones 2 

2 . La somatotrophine 3 

2.1 La somatotrophine dans l 'organisme 4 

2.2 Les façons d'augmenter les concentrations sanguines de 
somatotrophine 4 

2.3 La somatotrophine et la lactation 5 

3 . La somatocrinine chez le bovin 6 

3 . 1 Effet sur les sécrétions de somatotrophine 6 

3 . 2 Effet sur la production laitière 7 

3 . 3 Effet sur le développement de la glande mammaire 12 

3.4 Effet sur la croissance et sur le métabolisme 12 

4 . Conclusion 16 

Bibliographie 17 



REMERCIEMENTS 

Les auteurs remercient sincèrement toutes les personnes qui ont participé à 
la réalisation des expériences citées dans ce bulletin et spécialement le 
personnel de la section bovins laitiers de la Station de recherches de 
Lennoxville pour les bons soins donnés aux animaux, les techniciens qui ont 
démontré un grand enthousiasme au travail, tant pour le prélèvement des 
milliers d'échantillons sanguins que pour le travail assidu en laboratoire, 
les étudiants gradués qui ont participé au projet et finalement, aux Drs P. 
Brazeau, P. Dubreuil, P. Gaudreau, Y. Couture et J. Morisset pour le travail 
d'équipe qu'il a été possible de faire avec eux. De plus, les auteurs veulent 
exprimer leur gratitude à S. Gagné -Giguère pour l'aide apportée à la révision 
du document et à L. Côté pour la dactylographie et la préparation du document. 



iv 



SUMMARY 

Somatocrinin (or growth hormone -re leasing factor, GRF) is the 
hypothalamic factor which stimulâtes the sécrétion of somatotropin (ST, or 
growth hormone, GH) by the pituitary gland. Since the early 1980s, when it 
became possible to produce ST through the use of recombinant DNA technology, a 
number of studies hâve demonstrated its value in improving the animal 
performance of cattle. GRF vas first sequenced in the early 1980s. Shortly 
thereafter, the Lennoxville Research Station developed a method involving the 
administration of exogenous GRF to increase endogenous sécrétion of ST as a 
mean of improving animal performance. This document describes the progress 
achieved to date by researchers at Lennoxville working on GRF in cattle since 
its characterization in 1982. First, a number of experiments were conducted to 
détermine the optimal route and dose of GRF required to produce significant 
increases in ST concentrations. The next step vas to détermine whether the 
increase in ST concentrations following the administration of GRF vas 
sufficient to increase milk production. The initial 10-day studies on milk 
production showed increased yields of 15%, or 2 to 3 kg of milk per day. Thèse 
initial studies were conducted using the original GRF molécule, which contains 
44 amino acids. Research on rats had shown that the fragment containing the 
first 29 amino acids had the same biological activity as the parent molécule. 
The GRF(1-29)NH 2 fragment was therefore selected for study in cattle. In cows , 
the (1-29)NH 2 fragment was as potent as (1-44)NH 2 on ST sécrétion and milk 
production. Therefore, in an effort to reduce the doses required and to 
increase ST concentrations still further, an analogue containing three amino 
acid substitutions was used: it proved to be 16 times more potent than 
GRF(1-29)NH 2 in stimulating ST sécrétion and milk production. Finally, if it 
is to be of commercial value, GRF must induce ST sécrétion over extended 
treatment periods. Studies involving the administration of GRF for 60 or 182 
days showed that it maintained its effect on ST sécrétion and increased milk 
production. 

In growing cattle, GRF increased dietary digestibility and nitrogen 
rétention. It did not, however, affect the animal's total energy rétention; 
instead, it diverted this energy towards protein and away from fat. In 
heifers, GRF increased the volume of parenchymal epithelial tissue in the 
mammary gland. 

In little more than 10 years , GRF has advanced from the stage of 
biochemical characterization to a demonstrated potential for use in improving 
animal performance of cattle. Further research will be required to détermine 
the exact mechanisms by which it works and the various signais involved in the 
metabolic coordination permitting thèse increases in production efficiency. 



RÉSUMÉ 

La somatocrinine (GRF) est le facteur hypo thaï ami que qui stimule la 
sécrétion de la somatotrophine (ST ou hormone de croissance) par l'hypophyse. 
Depuis le début des années 80 où il est devenu possible de fabriquer la ST par 
ADN recombinant, plusieurs expériences ont démontré que son utilisation permet 
d'augmenter les performances zootechniques des bovins. Au début des années 
80, la séquence du GRF a été caractérisée. À la Station de recherches de 
Lennoxville, nous avons alors développé l'approche utilisant l'apport exogène 
de GRF afin d'augmenter les sécrétions endogènes de ST comme moyen d'améliorer 
les performances des animaux. Le présent bulletin décrit le cheminement que 
le groupe de scientifiques de Lennoxville oeuvrant sur le GRF chez le bovin a 
suivi, depuis que le GRF a été caractérisé en 1982 jusqu'à maintenant. 
Quelques expériences ont tout d'abord été réalisées afin de déterminer la voie 
et la dose de GRF à administrer afin d'augmenter de façon significative les 
concentrations de ST. Il a ensuite fallu déterminer si l'augmentation de ST 
suite à l'administration de GRF était suffisante pour augmenter la production 
laitière. Les premières expériences sur la production laitière, d'une durée 
de 10 jours, ont entraîné des augmentations de production de l'ordre de 15 %, 
soit de 2 à 3 kg de lait par jour. Ces premières expériences ont été 
effectuées avec la molécule originale de GRF qui contient 44 acides aminés . 
Des travaux chez le rat avaient démontré que le fragment contenant les 29 
premiers acides aminés était biologiquement aussi actif que la molécule mère. 
Le fragment GRF(1-29)NH 2 a ainsi été étudié chez le bovin. Chez la vache, le 
fragment (1-29)NH 2 a été aussi puissant que le (1-44)NH 2 sur la sécrétion de 
ST et sur la production laitière. Aussi, afin de diminuer les doses utilisées 
et d'augmenter encore davantage les concentrations de ST, un analogue 
comportant trois substitutions d'acides aminés a été utilisé: il a été 16 
fois plus puissant que le GRF(1-29)NH 2 pour stimuler la sécrétion de ST et la 
production laitière. Finalement, pour avoir un intérêt pratique, le GRF doit 
pouvoir stimuler la sécrétion de ST pendant de longues périodes de traitement. 
Le GRF administré pendant 60 ou 182 jours a maintenu son effet sur la 
sécrétion de ST et a augmenté la production laitière . 

Chez le bovin en croissance, le GRF a augmenté la digestibilité de la 
ration et la rétention azotée. Il n'a cependant pas influencé l'énergie 
totale retenue par l'animal mais a modifié la répartition de cette énergie 
vers les protéines au détriment des lipides. Chez la génisse, le GRF a 
augmenté le volume du tissu épithélial parenchymateux de la glande mammaire. 

Ainsi, depuis à peine dix ans, le GRF est passé de la caractérisation 
biochimique à la démonstration de son potentiel d'utilisation pour améliorer 
les performances zootechniques des bovins. Il reste encore à préciser ses 
mécanismes d'action et les différents signaux qui participent à la 
coordination métabolique permettant ces augmentations de l'efficacité de la 
production. 



vi 



1. INTRODUCTION 

UTILISATION DE LA SOMATOCRININE - BASE PHYSIOLOGIQUE 

La régulation des fonctions de l'organisme est sous le contrôle des 
systèmes nerveux et endocrinien. En général, le système nerveux sert à 
régulariser les fonctions nécessitant des ajustements rapides de l'organisme 
alors que le système endocrinien contrôle les processus de longue durée tels 
que la croissance, la reproduction et la lactation. 

1.1 LE SYSTÈME ENDOCRINIEN 

Le système endocrinien est composé d'une variété de glandes localisées 
dans diverses parties de l'organisme et spécialisées dans la production 
d'hormones. Par définition, les hormones sont des agents chimiques 
synthétisés dans des sites bien délimités du corps, généralement des glandes 
spécialisées à sécrétion interne. Après leur synthèse, les hormones sont 
transportées par le sang vers des organes ou des tissus cibles spécifiques où 
elles agissent. Chaque hormone possède sur chaque cellule cible des 
récepteurs particuliers qui lui donnent sa spécificité d'action. Les 
récepteurs des hormones protéiques, telles la prolactine et la somatotrophine , 
sont présents sur la surface externe de la membrane cellulaire. Une fois 
formé, le complexe hormone -récepteur devient alors une entité unique 
responsable à chaque site de liaison des actions biologiques caractéristiques 
de l'hormone, comme la multiplication cellulaire, la formation d'organelles, 
la synthèse d'ADN, d'ARN ou de protéines et la phosphorylation de protéines. 

Il existe une certaine coordination fonctionnelle entre le système 
nerveux et le système endocrinien. Cette fonction est accomplie par le 
système neuroendocrinien. L'organe central du système neuroendocrinien est la 
partie du cerveau appelée l'hypothalamus qui agit directement sur l'hypophyse 
antérieure et postérieure. Les neurones de l'hypothalamus situés à la base du 
cerveau synthétisent des facteurs hormonaux stimulateurs ou inhibiteurs. 
Certains facteurs sont alors libérés dans la circulation portale hypothalamo- 
hypophysaire qui irrigue l'hypophyse antérieure pour ainsi régulariser ses 
sécrétions hormonales vers la circulation périphérique. À titre d'exemple, 
les sécrétions de la somatotrophine (ou hormone de croissance) sont 
principalement contrôlées par deux facteurs hypothalamiques : la somatostatine 
qui inhibe et la somatocrinine qui stimule la libération de la somatotrophine 
par les cellules somatotrophes de l'hypophyse. Nous reviendrons sur ce sujet 
un peu plus loin dans le texte. 

1.2 PHYSIOLOGIE DE LA LACTATION 

Le potentiel de production laitière d'une vache dépend du développement 
de sa glande mammaire (mammogenèse) , de la capacité de synthèse du lait des 
cellules sécrétrices (lactogenèse) et de l'habileté de la vache à maintenir 
une lactation déjà établie (galactopoïèse) . De nombreuses hormones sont 
impliquées dans le contrôle du développement de la glande mammaire chez les 
ruminants . Les plus importantes sont la prolactine et la somatotrophine 
sécrétées par la glande hypophyse, les oestrogènes et la progestérone sécrétés 
par les ovaires et l'hormone lactogène produite par le placenta. Les 
oestrogènes et la somatotrophine stimulent la croissance des canaux lactés 



tandis que la progestérone avec la prolactine favorisent la croissance du 
tissu lobulo- alvéolaire. L'action des stéroïdes est complètement inefficace 
en l'absence des hormones de l'hypophyse. Les corticostéroïdes sécrétés par 
la glande surrénale augmentent le potentiel d'action de ces hormones 
mammogéniques . Cependant, une combinaison de toutes ces hormones ne produit 
qu'un développement mammaire comparable à la mi-gestation. Ce serait 
l'hormone placentaire lactogène qui agirait pour stimuler le développement 
maximal de la glande mammaire à partir du milieu de la gestation. Cette 
action de l'hormone placentaire lactogène serait due à des propriétés 
biologiques semblables à celles de la prolactine et de la somatotrophine. 

La lactogenèse est le processus de différenciation cellulaire par lequel 
les cellules alvéolaires de la glande mammaire vont acquérir la propriété de 
synthétiser le lait. Le terme lactogénique décrit les facteurs responsables 
de l'initiation des sécrétions lactées en fin de gestation et au moment de la 
parturition. Les exigences hormonales minimales de la lactogenèse sont une 
augmentation des sécrétions de la prolactine , de la corticotrophine qui 
stimule les sécrétions des glucocorticoïdes, des oestrogènes ainsi qu'une 
absence relative de la progestérone. 

La sécrétion du lait ou lactation implique la synthèse intracellulaire 
des composantes du lait dans les cellules épithéliales alvéolaires et leur 
passage subséquent du cytoplasme cellulaire vers l'espace luminal alvéolaire. 
Le lait est par la suite évacué de la glande mammaire lors de l'allaitement ou 
de la traite. La persistance de la lactation ou galactopoïèse exige que le 
nombre de cellules alvéolaires et leur activité synthétique de même que 
l'efficacité du réflexe d'éjection du lait soient maintenus. Les hormones 
nécessaires pour maintenir le nombre et l'activité des cellules alvéolaires 
sont la prolactine, la somatotrophine, les glucocorticoïdes, les hormones 
thyroïdiennes, l'insuline et les hormones parathyroïdiennes . De son côté, 
l'ocytocine est essentielle pour l'éjection du lait. 

1.3 LES HORMONES 

Le mot hormone possède une connotation défavorable auprès des 
consommateurs. On l'associe au poulet aux hormones, au doping dans le sport 
amateur, au sexe, etc. Le poulet aux hormones n'est qu'une expression 
populaire puisque de nos jours les poulets ne sont pas traités avec des 
hormones pour stimuler leur croissance malgré certaines croyances populaires 
erronées . Les hormones ne sont pas seules à avoir une mauvaise réputation 
auprès des consommateurs. Far ordre décroissant, ce sont ensuite les 
antibiotiques, les résidus et les organismes pathogènes qui provoquent le plus 
de craintes parmi les consommateurs en ce qui concerne les aliments. 
Lorsqu'on pose la même question aux chercheurs, cet ordre de priorité est 
inversé, les pathogènes se retrouvant en tête de liste et les hormones, bonnes 
dernières . 

En effet, les hormones chez tous les mammifères, incluant l'homme et 
toutes les espèces domestiques, ne sont que des substances chimiques 
organiques synthétisées par des cellules spécialisées de l'organisme et dont 
le rôle est de coordonner et de régulariser l'activité des cellules. Sans 
hormone, il n'y a pas de croissance corporelle, de production de lait ... pas 
de vie . 



2. LA SOMATOTROPHINE 

La somatotrophine (ST) , aussi appelée hormone de croissance, est une 
protéine naturelle présente de façon endogène chez toutes les espèces 
animales, incluant l'homme. La sécrétion de ST par l'hypophyse dans la 
circulation sanguine est régularisée par le cerveau (hypothalamus) qui libère 
deux facteurs de contrôle: un qui stimule les sécrétions de ST, la 
somatocrinine (GRF) et l'autre qui l'inhibe, la somatostatine (fig. 1). 
L'action du GRF est spécifique à la ST tandis que la somatostatine influence 
les sécrétions de plusieurs hormones. La somatostatine, un puissant 
inhibiteur- de la sécrétion de ST, a été découverte d'abord par Krulich et ses 
collaborateurs (1968) et caractérisée par la suite par Brazeau et ses 
collaborateurs (1973). Guillemin, Brazeau et al. (1982) ont isolé et 
déterminé la séquence de trois molécules ayant une activité GRF à partir de 
tumeurs du pancréas humain, soit les GRF(l-37)OH, GRF(1-40)OH et GRF(1-44)NH 2 . 
En 1984, Guillemin et ses collaborateurs ont indiqué que le GRF provenant de 
cellules hypothalamiques humaines était identique à la molécule GRF(1-44)NH 2 
isolée dans les tumeurs de cellules pancréatiques d'origine humaine (Guillemin 
et al. 1984). 




Section sagittale du cerveau d'un bovin 



Fig. 1 Régulation de la sécrétion de somatotrophine 



2.1 LA SOMATOTROPHINE DANS L'ORGANISME 

La ST joue un rôle essentiel en assurant que les éléments nutritifs 
absorbés sont utilisés de façon efficace pour la croissance musculaire du 
jeune animal ou pour la production laitière de la vache. 

Imaginons la ST comme étant le gérant d'une usine de transformation (la 
vache laitière) qui doit veiller à ce que les intrants (aliments) soient 
dirigés de façon optimale vers une unité de transformation (glande mammaire) 
afin de maximiser la production (le lait) tout en maintenant ou en faisant une 
utilisation judicieuse des stocks (réserves corporelles) durant les périodes 
de déficit en approvisionnement (début de lactation) . Le dynamisme de son 
gérant, dont dépend directement la productivité de cette usine, est toutefois 
influencé par le conseil d'administration composé, entre autres, de deux 
membres influents, le GRF et la somatostatine. 

Les animaux ayant un potentiel de croissance et de production de lait 
supérieur ont effectivement durant leur croissance et durant la lactation des 
concentrations sanguines de ST plus élevées par rapport à des animaux à faible 
potentiel génétique. Au cours de la lactation, les concentrations sanguines 
de ST sont élevées en début de lactation et diminuent de façon marquée du 
début à la fin de la lactation en parallèle avec la diminution de la 
production de lait. 

L'observation des résultats obtenus en recherche fondamentale a donc 
suscité l'idée qu'un supplément en ST pourrait améliorer les performances de 
lactation des vaches laitières. 

2.2 LES FAÇONS D'AUGMENTER LES CONCENTRATIONS SANGUINES DE LA SOMATOTROPHINE 

Les concentrations sanguines de ST peuvent être augmentées de cinq 
façons: (1) par la sélection génétique qui permet d'augmenter légèrement et 
graduellement au fil des ans la production laitière, donc aussi la ST; (2) par 
un apport exogène de ST elle-même; (3) par la stimulation de ses sécrétions 
endogènes grâce à un apport exogène de GRF; (4) par la neutralisation de 
l'effet Inhibiteur de la somatostatine à l'aide d'un vaccin; ou (5) en 
insérant dans le code génétique des copies supplémentaires des gènes 
responsables de la synthèse du GRF ou de la ST. 

Actuellement, la ST bovine, une protéine de 190 ou 191 acides aminés dont 
la séquence d'acides aminés est spécifique à l'espèce bovine, est produite par 
génie génétique de la même façon que l'insuline, une hormone utilisée dans le 
traitement thérapeutique du diabète chez les humains. Le GRF, étant une 
molécule beaucoup plus petite, est synthétisé en laboratoire par simple 
synthèse chimique. Au cours des dernières années, l'apport exogène de ST ou 
de GRF a été expérimenté de façon intensive chez la vache en lactation. Cette 
recherche se poursuit toujours et ces deux molécules ne sont pas encore 
disponibles commercialement au Canada. En ce qui concerne la vaccination 
contre la somatostatine ou la manipulation du code génétique, la recherche en 
est toujours au niveau fondamental. Les approches GRF et somatostatine sont 
celles qui ont été préconisées et développées par les chercheurs de la Station 
de recherches de Lennoxville. 



2.3 LA. SOMATOTROPHINE ET LA LACTATION 

Au cours des 50 dernières années, de nombreuses études ont démontré que 
la ST bovine (bST) possède une action galactopoïétique, c'est-à-dire qu'elle 
peut stimuler une lactation déjà établie. Azimov et Krouze, (1937), ont été 
les premiers à stimuler la production de lait chez les vaches laitières par 
l'administration d'un extrait brut du lobe antérieur de l'hypophyse en 
solution physiologique. Des vaches laitières auxquelles on avait administré 
ces extraits par voie sous-cutanée (s.c.) tous les deux jours pendant une 
période de trois semaines ont produit 20 % plus de lait (Folley et Young 
1945). Toutefois, l'action galactopoïétique de l'extrait hypophysaire , qui a 
été attribuée au début à la prolactine (Prl) , était plutôt due à sa teneur en 
ST (Brumby et Hancock 1955; Cotes et al. 1949; Hutton 1957). En 1973, Machlin 
a clairement démontré qu'une préparation de bST relativement "exempte de 
contamination par la Prl et la thyrotrophine" augmentait la production 
laitière de 18 % et l'indice de consommation de 19 % si elle était injectée 
tous les jours pendant une période de 10 jours. Il a observé de plus une 
augmentation de 5 kg du rendement en lait par vache par jour (35 %) lorsqu'on 
injectait aux vaches une préparation de ST tous les jours pendant huit 
semaines. Cependant, à cause d'un approvisionnement limité en bST jusqu'à 
tout récemment, il a été impossible de penser à une application commerciale de 
la bST afin d'améliorer la production laitière des vaches laitières. 

La découverte récente de la technique de l'ADN recombinant a permis de 
synthétiser de grandes quantités de bST dérivée de recombinants . Dans le 
cadre d'une étude à long terme (de 84 à 272 jours de lactation), le chercheur 
Dale Bauman de l'Université Cornell a étudié l'effet de la bST dérivée de 
l'hypophyse et de la bST dérivée d'un recombinant sur la production de lait et 
l'indice de consommation de vaches laitières fortes productrices (Bauman et 
al. 1985). La méthionyl-bST a augmenté la production de lait de 27,9 kg/jour 
(témoins) à 34,4, 38,0 et 39,4 kg/jour chez les vaches auxquelles on a injecté 
par voie s.c. des doses quotidiennes respectives de 13,5, 27,0 et 40,5 
mg/injection. L'augmentation de la production de lait a varié entre 23 et 
41 % et on n'a observé aucune modification de la composition du lait des 
vaches laitières qui devaient produire plus de 9600 kg de lait d'après les 
prévisions au début du traitement. La production de lait à la suite 
d'injections de bST dérivée de l'hypophyse fut inférieure à celle produite par 
l'administration d'une dose égale de bST dérivée d'un recombinant. "La base 
biologique de cette différence n'est pas évidente" (Bauman et al. 1985) et 
elle reste inexpliquée pour le moment. Pendant toute la période où elles 
recevaient des injections, les vaches traitées à la bST ont été capables de 
maintenir leur condition physique et ont augmenté leur consommation 
alimentaire afin de soutenir la production de lait plus élevée. De plus, les 
vaches traitées à la bST ont converti plus efficacement (8 à 24 %) les 
aliments en lait comme l'indique un rapport plus élevé du nombre de 
kilogrammes de lait corrigé pour la matière grasse par mégacalorie d'aliment 
consommé. Dans l'ensemble, ces résultats sont très impressionnants. Bien 
qu'il existe sûrement un plateau limitant la production de lait, rien 
n'indique qu'il ait été atteint chez les vaches laitières. Cependant, d'une 
façon générale, lors des expériences qui ont suivi, un traitement à la bST a 
augmenté la quantité de lait produite de 3 à 5 kg par jour en moyenne (revue: 
Chilliard 1988). 



3. LA SOMATOCRININE CHEZ LE BOVIN 

Puisque La somatocrinine (GRF) augmente Les sécrétions endogènes de 
somatotrophine (ST) Les effets bioiogiques du GRF devraient s'apparenter à 
ceux de La ST. 

3.L EFFET SUR LES SÉCRÉTLONS DE SOMATOTROPHINE 

IL a été mentionné précédemment que La première molécule de GRF a été 
découverte chez L'humain (GuiiLemin et ai. L982) . La toute première étape 
consistait à vérifier si Le GRF(L-44)NH 2 humain (h) était bioiogiquement actif 
chez Le bovin, puisque ce n'est que deux années pLus tard que La séquence du 
GRF bovin a été caractérisée (GuiiLemin et ai. L984) . En premier Lieu, une 
série d'expériences ont été réalisées afin de déterminer la dose, la fréquence 
et la voie d'Injection ainsi que la nature du peptide qui permettraient 
d'obtenir une bonne réponse biologique chez la vache en lactation (Petitclerc 
et al. 1985). 

Dans une première expérience, des doses de hGRF(l-44)NH 2 ont été 
comparées pour la réponse sécrétoire de ST. Neuf vaches Holstein entre 30 et 
60 jours de lactation ont reçu un bolus intraveineux (i.v.) de 0,5 mg de 
hGRF(l-44)NH 2 (0,2 nmole/kg de poids corporel). Une semaine plus tard les 
mêmes vaches ont reçu i.v. un bolus 2,0 mg de hGRF(L-44)NH 2 (0,8 nmole/kg). 
Avec la dose de 0,2 nmole/kg, les concentrations en ST sérique ont augmenté 
pour atteindre un pic de 10,8 ng/mL, L20 minutes après l'injection de hGRF(l- 
44)NH 2 . De façon semblable, l'injection de 0,8 nmole/kg a fait augmenter la 
ST sérique à des concentrations de 13,4 ng/mL, 180 minutes après l'injection. 
La surface sous La courbe de ST a cependant été différente entre les doses 
(tableau 1) . 

Tableau 1 Surfaces sous la courbe (ng.min/mL) de ST après l'injection de 
hGRF(l-44)NH 2 à des vaches laitières 

No d'expérience Dose (/ig/kg de poids corporel) 



Injection Injection 

intraveineuse intramusculaire 



1 560 1250 

2 523 



3 735 (lOhOO) 

468 (16h00) 



1 La dose de hGRF(L-44)NH 2 de L Mg/kg correspond à 0,2 nmoLe/kg de poids 
corporei. 



On peut donc conclure que la plus forte dose soit 0,8 nmole/kg, qui 
correspond à 4 /ig de GRF(l-44)NH 2 /kg de poids corporel, permet une plus grande 
sécrétion de ST que la dose de 1 /Jg/kg avec des injections i.v. 

La deuxième expérience avait pour but de démontrer si des injections 
intramusculaires (i.m.) de hGRF(l-44)NH 2 pouvaient aussi augmenter la 
sécrétion de ST. Neuf vaches Holstein entre 150 et 175 jours de lactation ont 
reçu une solution saline ou un bolus i.m. de 5 mg de hGRF(l-44)NH 2 
(1,8 nnmole/kg de poids corporel). La concentration en ST sérique a atteint 
un pic de 10,5 ng/mL, 15 minutes après l'injection. La surface sous la courbe 
de bST a été de 523 ng.min/mL (tableau 1). Il est à remarquer que la quantité 
de ST sécrétée avec la dose i.m. de 9 /ig/kg est similaire à celle sécrétée 
avec une dose de 1 /*g/kg lorsqu' injectée i.v., soit une dose i.m. neuf fois 
plus grande que la dose i.v. 'pour une même réponse de ST. 

3.2 EFFET SUR LA PRODUCTION LAITIERE 

La troisième expérience avait pour but de vérifier si les augmentations 
de ST obtenues suite à l'administration de GRF pouvaient augmenter la 
production laitière. Quinze vaches à 186 jours de lactation en moyenne ont 
été injectées avec de la saline ou du GRF(1-44)NH 2 i.v. à la dose de 1 A»g/kg 
deux fois par jour soit à lOhOO et 16h00 pendant 10 jours consécutifs. Les 
concentrations de ST ont augmenté aux deux temps d'injection soit de 6,4 
jusqu'à 12,9 et 9,6 ng/mL, respectivement (tableau 1). La production laitière 
des vaches a été en moyenne de 16,6 kg/jour pour les cinq derniers jours de la 
période d'injection. L'administration de GRF(1-44)NH 2 a permis une 
augmentation marginale de la production laitière de 4,8 % après que des 
corrections aient été faites pour la persistance de la lactation (Lapierre et 
al. 1985). 

À l'époque, la difficulté d'obtenir suffisamment de hGRF(l-44)NH 2 pour 
faire les essais chez les vaches laitières présentait un problème majeur. Le 
hGRF(l-44)NH 2 était alors très coûteux et très rare. C'est pourquoi des 
molécules possédant une forte activité biologique tout en étant moins 
coûteuses à produire ont été étudiées. Il a été ainsi démontré qu'un fragment 
du GRF, le hGRF(l-29)NH 2 possédait la même activité biologique que le hGRF(l- 
44)NH 2 sur la sécrétion de ST chez des porcs en croissance et des génisses 
(Petitclerc et al. 1987). L'expérience qui a suivi avait pour but de comparer 
le hGRF(l-44)NH 2 et un fragment, le hGRF(l-29)NH 2i sur la production laitière 
(Pelletier et al. 1987). Le GRF a été administré pendant 10 jours, six fois 
par jour à la dose de 0,2 nmole/kg. Les vaches utilisées étaient en moyenne à 
158 jours de lactation. L'administration de hGRF(l-44)NH 2 ou de hGRF(l-29)NH 2 
a produit des augmentations de production laitière respectives de l'ordre de 
16,6 et 12,4 % (tableau 2). 



Tableau 2 Comparaison du hGRF(l-44)NH 2 et du hGRF(l-29)NH 2 injectés par voie 
intraveineuse à la dose de 0,2 nmole/kg six fois par jour pendant 
10 jours consécutifs chez des vaches laitières 



Variable 



Témoin 



Traitement 1 



hGRF(l-44)NH 2 hGRF(l-29)NH 2 



Production de lait 
(kg/ jour) 

Consommation de matière 
sèche (kg/jour) 

Conversion alimentaire 
(kg de lait / kg de 
matière sèche consommée) 



23,4 


27,3 


19,8 


19,8 


1,19 


1,38 



26,3 
19,9 
1,33 



1 La dose de 0,2 nmole/kg correspond à 1 /ig/kg pour le hGRF(l-44)NH 2 et de 
0,66 MgAg pour le hGRF(l-29)NH 2 



La production totale de matières grasses et de matières azotées a été 
également augmentée avec les traitements hormonaux. La teneur en matières 
grasses et en protéines du lait a été aussi légèrement modifiée en réponse aux 
traitements, les vaches n'étant injectées que pendant une période de dix jours 
et leur métabolisme n'ayant pas eu le temps de s'ajuster. On sait que des 
injections prolongées de ST chez des vaches laitières n'influencent pas la 
composition du lait (revue: Chilliard 1988). 

Chez la vache laitière, le hGRF(l-29)NH 2 et le hGRF(l-44)NH 2 ont eu une 
activité biologique semblable. L'activité biologique intrinsèque du hGRF(l- 
44)NH 2 sur la libération de ST réside donc dans la séquence des 29 premiers 
acides aminés du peptide. Cette expérience s'est avérée très intéressante 
pour les études ultérieures puisqu'il était dorénavant possible d'utiliser le 
hGRF(l-29)NH 2 plus facile à synthétiser et moins coûteux à produire que le 
hGRF(l-44)NH 2 . De plus, avec cette expérience, le niveau d'augmentation de la 
production laitière est de l'ordre de 15 à 18 % en comparaison d'à peine 5 % 
pour l'expérience précédente. Il semble donc, qu'une dose de hGRF(l-44)NH 2 de 
0,2 nmole/kg de poids corporel injecté i.v. deux fois par jour ne stimule pas 
suffisamment la sécrétion de ST pour augmenter sensiblement la production 
laitière. Cependant, les injections i.v. six fois par jour ne s'avéraient 
guère pratiques . 

L'étape suivante consistait à déterminer si une injection s.c. 
quotidienne, même si elle demande plus de GRF que de multiples injections 
i.v., pouvait produire une réponse biologique satisfaisante. L'expérience 
suivante a donc été effectuée avec 12 vaches à 209 jours de lactation en 



moyenne. Ces vaches ont reçu une injection quotidienne s.c. de gélatine ou 

10 mg de hGRF(l-29)NH 2 (18 MgAg) incorporé à la gélatine, pendant 10 jours. 
Les résultats ont été concluants. La production laitière des vaches traitées 
a augmenté de 3 kg/jour (14,3 %) pendant les cinq derniers jours de 
traitement, sans que les concentrations en gras ou en protéines ne soient 
affectées. Les concentrations maximales de ST suite à l'injection de GRF ont 
été en moyenne de 34,1 ng/mL comparativement à 2,9 ng/mL pour les vaches 
témoins (Lapierre et al. 1988a). Il était donc possible de stimuler 
suffisamment la sécrétion endogène de ST pour augmenter la production laitière 
par une seule injection journalière de GRF. 

Jusqu'à présent, toutes les expériences effectuées avec le GRF à la 
Station de recherches de Lennoxville avaient comporté dix jours de traitement. 

11 fallait maintenant déterminer si un traitement à long terme était possible. 
Est-ce qu'une stimulation continue par un apport exogène de GRF allait amener 
une désensibilisation de l'hypophyse? Les expériences effectuées à ce jour 
avec le GRF ne laissaient pas présager une telle éventualité , mais la réponse 
à cette question constituait la clé de tout développement futur de cette 
technologie appliquée en production animale. L'expérience suivante a donc été 
planifiée de façon à déterminer l'effet d'un traitement au GRF pendant une 
période de deux mois chez 17 vaches en moyenne à 252 jours de lactation au 
début du traitement. À la fin de la période de traitement, les vaches ont été 
taries. Un préliminaire a d'abord été fait pour déterminer si la dose 
utilisée lors de l'expérience précédente était la dose donnant une sécrétion 
optimale de ST. Des doses de 5, 10 ou 20 /ig/kg augmentaient, statistiquement, 
de façon semblable les concentrations de ST (Lapierre et al. 1988b). 
Cependant, numériquement, la dose de 5 /*g/kg donnait des résultats un peu plus 
faibles de telle sorte que la dose de 10 /ig/kg a été choisie. 

Pendant une période de 56 jours, les vaches ont reçu une injection 
quotidienne s.c. de saline ou 10 /*g/kg de hGRF(l-29)NH 2 . Après deux mois de 
traitement, la concentration maximale de ST atteinte après l'injection de GRF 
a été plus élevée qu'à la première injection, soit 46,8 vs 25,2 ng/mL 
respectivement, alors que les concentrations maximales atteintes chez les 
vaches témoins ont été de 3,6 ng/mL en moyenne. De plus, à la fin de la 
période de traitement, toutes les vaches ont reçu une injection de GRF 
(1 A*g/kg i.v.) afin de vérifier clairement si un traitement de deux mois avait 
influencé la capacité des vaches à répondre à une injection de GRF. Les 
vaches qui n'avaient jamais été injectées auparavant avec du GRF ont atteint 
une concentration maximale légèrement inférieure aux vaches ayant reçu 
quotidiennement du GRF pendant deux mois, 21,8 vs 32,2 ng/mL; les surfaces 
sous la courbe réponse de ST ne furent cependant pas différentes (Lapierre et 
al. 1988b). Au niveau des résultats obtenus en production laitière suite à un 
tel traitement, le traitement au GRF a entraîné un déclin moins rapide de la 
production en fin de lactation, résultant en une augmentation moyenne de 1,9 
kg/jour pendant la période de traitement, les vaches témoins produisant 13,9 
kg/jour pendant leurs 60 derniers jours de lactation. À la lactation 
subséquente, le poids des veaux ainsi que la production laitière des vaches 
ont été enregistrés. Le traitement au GRF qui avait eu lieu à la fin de la 
lactation précédente n'a pas affecté ces variables (Lapierre et al. 1988c). 
Cette expérience démontrait clairement qu'un traitement au GRF s'avérait 
possible à long terme sans risque de désensibilisation de l'hypophyse, les 
vaches répondant tout aussi bien, sinon mieux, après deux mois d'injection que 
lors d'une première administration. 



Tel que mentionné précédemment, la sécrétion endogène de ST suite à une 
injection de GRF atteint un plateau à des doses élevées de GRF. Ceci signifie 
qu'à partir d'une certaine dose de GRF, 10 /ig/kg s.c. chez la vache laitière, 
même si on augmente la quantité de GRF administrée, la quantité de ST sécrétée 
ne sera pas augmentée. Il avait été démontré que le hGRF(l-44)NH 2 était 
dégradé en une minute en hGRF(3-44)NH 2 , un peptide 100 fois moins actif que la 
molécule mère (Frohman et al. 1986). Une substitution d'acides aminés pouvait 
fournir un analogue résistant à la dégradation peptidique des acides aminés 
1-3. Aussi, des substitutions d'acides aminés ont été pensées de façon à 
améliorer la structure amphiphilique hélicoïdale du GRF. Conséquemment , un 
analogue du hGRF(l-29)NH 2 comportant trois substitutions a été synthétisé 
(Félix et al. 1986). Premièrement, une substitution de la tyrosine et de 
l'alanine, respectivement en position 1 et 2 par une désamino- tyrosine et par 
une D-alanine ont été faites pour réduire la sensibilité du peptide aux 
peptidases. Deuxièmement, la glycine en position 15 a été remplacée par une 
alanine, de façon à mieux s'insérer dans le domaine hydrophobique de la 
molécule. En utilisant un analogue du GRF, il devenait possible de stimuler 
davantage la sécrétion endogène de ST. Il restait à déterminer comment cet 
analogue se comporterait chez la vache laitière et à savoir si des 
augmentations de sécrétions de ST au-delà de celles précédemment obtenues 
allaient se traduire par des augmentations correspondantes de production 
laitière. 

L'étape suivante a été de déterminer quelles doses d'analogue devaient 
être utilisées. Nous avons comparé la réponse de ST à différentes doses de 
hGRF(l-29)NH 2 (3,3 et 10 /igAg) et à différentes doses d'analogues (0,12, 
0,37, 1,11 et 3,33 /ig/kg)- Les réponses aux différents GRF apparaissent à la 
figure 2. Par déduction, une dose d'analogue de 0,6 /ig/kg devait amener une 
sécrétion endogène de ST semblable à l'administration de 10 /ig/kg de 
hGRF(l-29)NH 2 . Cette dose a donc été choisie pour la prochaine expérience en 
production laitière de même qu'une dose trois fois plus grande (1,8 /ig/kg) et 
a été comparée à la dose que nous avions habituellement utilisée, 10 /ig/kg de 
hGRF(l-29)NH 2 . Vingt-quatre vaches ont reçu, pendant dix jours, une injection 
journalière s.c. de saline, de hGRF(l-29)NH 2 (10 /igAg) ou d'analogue 
trisubstitué (0,6 ou 1,8 /xg/kg; n - 6 par traitement). Les concentrations de 
ST en réponse aux différents traitements de GRF ont été semblables, les 
concentrations maximales moyennes étant de 40,1 ng/mL comparativement aux 
vaches témoins dont les concentrations maximales atteignaient 3,3 ng/mL 
(figure 3). Il est cependant à noter qu'après les huit heures de prélèvements 
sanguins , les concentrations de ST des vaches recevant la plus haute dose 
d'analogue n'étaient pas encore revenues au niveau de base. Les productions 
laitières ont été augmentées respectivement de 1,8, 2,2 et 3,1 kg/jour, pour 
les groupes hGRF(l-29)NH 2 , GRF-analogue 0,6 /ig/kg et 1,8 /ig/kg, les vaches 
témoins produisant 18,8 kg/jour (fig. 3). Les augmentations obtenues par le 
traitement au hGRF et par l'analogue à la plus faible dose ont été semblables, 
tandis que la plus forte dose d'analogue a augmenté davantage la production 
laitière (Lapierre et al. 1990a). Il ressort de cette expérience que 
l'analogue trisubstitué amène une même augmentation de la production laitière 
que le hGRF(l-29)NH 2 , et ce à une dose 16 fois plus petite. 



10 



6-1 



ST (ng.min/mL) (Milliers) 



ANA 

hSRF(l-29)NH2 




.-+ 



0.12 0,37 1.11 

Dose de GRF (pg/kg) 



3.33 



10,0 



Fig. 2 Effet de la dose de somatocrinine (hGRF(l-29)NH 2 ) ou d'un analogue 
(ANA) sur la sécrétion de somatotrophine (ST) chez des vaches 
laitières 

Finalement, dans une dernière expérience, des vaches ont été traitées à 
long terme, pendant 182 jours soit à partir de 120 jours de lactation jusqu'au 
tarissement. Elles ont reçu quotidiennement une injection de hGRF(l-29)NH 2 
(10 /ig/kg, s.c). Le GRF a augmenté de 9,5 % la production laitière et 
amélioré de 6,1 % l'efficacité alimentaire sans affecter la composition du 
lait (Laçasse et al. 1991a). La réponse de ST aux injections de GRF a été 
maintenue et a même augmenté pendant la période d'injection (Laçasse et al. 
1991b). 

En résumé, après avoir démontré que le hGRF(l-44)NH 2 était actif chez le 
bovin laitier, il a été mis en évidence que le fragment contenant les 29 
premiers acides aminés de la molécule originale était aussi actif sur la 
sécrétion de ST et sur la production laitière que la molécule mère. De plus, 
l'action du GRF sur la sécrétion de ST et, par ricochet, sur la production 
laitière, a été maintenue pendant des périodes de traitement à long terme, 
variant de 60 à 182 jours. Finalement, la synthèse d'analogue du GRF, 
comportant des substitutions d'acides aminés améliorant la demi-vie et la 
conformation du GRF, a permis d'utiliser des doses de peptides beaucoup plus 
petites et éventuellement d'obtenir des augmentations de production laitière 
encore plus grandes. Le GRF s'est donc avéré un outil ayant le potentiel 
d'augmenter la production laitière et son efficacité chez la vache en 
production. 



11 



ST (ng.min/raL) (Milliers) 



Lait (kg/joar) 




Témoin 



GRF-10 ug/kg ANA-O.ô ug/kg ANA-1.8 ug/kg 



Fig. 3 Effet de la somatocrinine (GRF) ou d'un analogue (ANA) sur la 

sécrétion de la somatotrophine (ST) et la production laitière de 
vaches laitières 

3.3 EFFET SUR LE DÉVELOPPEMENT DE LA GLANDE MAMMAIRE 

On peut augmenter de 30 à 45 % le poids ou le volume du tissu épithélial 
parenchymateux de la glande mammaire en injectant des génisses prépubères avec 
de la ST bovine (Sejrsen et al. 1986; Sandles et Peel 1987) ou avec du GRF 
(Ringuet et al. 1989) qui augmente les concentrations de ST. Ces traitements 
sont accompagnés d'une baisse significative de la quantité de tissu adipeux 
dans la glande mammaire. La production de lait des génisses ainsi traitées ne 
serait pas augmentée selon Sandles et Peel (1987); dans cette étude, la 
croissance des génisses durant la période de traitement était cependant très 
faible (moins de 400 g/jour). Par contre, Sejrsen rapporte une augmentation 
de la production laitière d'environ 8 % chez des génisses dont les niveaux 
d'alimentation permettraient des taux de croissance de 700 ou plus de 1000 g 
par jour (communication personnelle). 

3.4 EFFET SUR LA CROISSANCE ET SUR LE MÉTABOLISME 

Chez le bovin, la ST provoque des réponses biologiques beaucoup plus 
spectaculaires chez les vaches en lactation que chez les animaux en 
croissance. D'une façon générale, un traitement de ST augmente la rétention 
azotée (Moseley et al. 1982, 1987; Crooker et al. 1990) en modifiant la 
répartition de l'énergie vers les protéines au détriment des lipides (Eisemann 
et al. 1986). Sauf lors d'une expérience (Moseley et al. 1982), la 
digestibilité de la ration n'a pas été modifiée. 



12 



Dans un premier temps, l'effet du GRF chez le bovin en croissance a été 
étudié chez le veau de grain. Le veau de grain est un jeune bovin recevant 
des aliments d'allaitement jusqu'à l'âge d'environ six semaines et sevré par 
la suite; dès l'âge de deux semaines et jusqu'à l'abattage, il reçoit ad 
libitum, des concentrés à base de céréales et de suppléments protéiques. 
Après le sevrage, au poids vif de 70 kg en moyenne, 30 veaux mâles laitiers 
ont reçu deux injections s.c. journalières de saline ou de hGRF(l-29)NH 2 , à la 
dose de 5 Mg/kg par injection, et ce jusqu'à l'abattage, au poids vif de 220 
kg (123 jours de traitement). La réponse de la ST aux injections de GRF a 
diminué avec l'âge. Cette diminution n'était pas due au traitement au GRF car 
après 87 jours de traitement tous les animaux ont reçu une injection de GRF et 
les animaux témoins ont eu exactement la même réponse que les animaux déjà 
traités (Lapierre et al. 1990b). Contrairement à ce qui avait été observé 
avec la ST, la digestibilité de la diète a été augmentée par un traitement au 
GRF. La rétention azotée a aussi été légèrement augmentée. Cette 
augmentation de la rétention azotée ne s'est cependant pas traduite par une 
modification de la composition corporelle ou par une augmentation de la 
croissance des animaux. L'efficacité alimentaire des animaux traités ou non 
au GRF a été identique (Lapierre et al. 1991). Le traitement au GRF de jeunes 
bovins en croissance, même s'il a augmenté la quantité d'azote retenue par 
l'animal, n'a pas affecté ses performances zootechniques, ni sa composition 
corporelle. 

Lors d'une deuxième expérience chez les bovins en croissance, nous avons 
étudié l'effet du GRF sur le métabolisme énergétique et splanchnique (système 
gastro- intestinal et foie). Des bouvillons de boucherie, pesant en moyenne 
339 kg, ont reçu deux injections quotidiennes s.c. de saline ou de hGRF(l- 
29)NH 2 (10 /ig/kg par injection) en combinaison avec deux traitements 
alimentaires (un niveau modéré permettant un peu plus que l'entretien et un 
niveau 1,8 fois plus élevé); les périodes de traitement ont été de 21 jours. 
Les bouvillons étaient munis de cathéters au niveau de la veine porte, d'une 
veine hépatique et de l'artère caudale, de façon à permettre des prélèvements 
sanguins simultanés de ces trois sites et le débit sanguin était mesuré par 
une infusion d'acide para-aminohippurique. 

Le traitement au GRF a augmenté la rétention azotée de 108 % chez les 
animaux recevant le niveau d'alimentation modéré et de 83 % chez les animaux 
recevant le niveau élevé d'alimentation. Similairement à ce qui avait été 
observé précédemment, le GRF a augmenté la digestibilité de la ration. 
L'énergie nécessaire à l'entretien de l'animal n'a pas été modifiée par le 
GRF. L'efficacité avec laquelle l'animal utilise l'énergie métabolisable pour 
la retenir dans ses tissus n'a pas été modifiée. La quantité d'énergie 
retenue par les animaux n'a pas été affectée par le GRF mais la répartition de 
cette énergie a été grandement modifiée, l'énergie étant dirigée vers les 
protéines au détriment des lipides (fig. 4; Lapierre et al. 1992). En 
parallèle avec la diminution d'excrétion urinaire d'azote, le catabolisme des 
acides aminés et la production d'urée par le foie ont été diminués par le 
traitement au GRF (Reynolds et al. 1992). Cette expérience fait clairement 
ressortir l'action coordonnée entre les différents organes pour répondre aux 
modifications métaboliques provoquées par un traitement au GRF. 



13 



Energie retenue (Mcal/jour) 




Témoin QRF 
modéré 



Témoin QRF 
élevé 



Fig. 4 Effet de la somatocrinine sur l'énergie retenue dans les tissus et la 
répartition de cette énergie chez des bouvillons en croissance 
recevant deux niveaux d'alimentation différents, modéré ou élevé 

Il a été mentionné précédemment que la sécrétion de ST est sous le 
contrôle de deux facteurs hypothalamiques: le GRF qui stimule et la 
somatostatine qui inhibe la sécrétion de ST. Les travaux qui ont été 
présentés antérieurement consistaient à augmenter les sécrétions endogènes de 
ST par le GRF et conséquemment les performances des animaux. Le degré 
d'amélioration des performances semble en relation avec les niveaux 
d'augmentation de ST suite aux injections de GRF. 

Cependant, lorsque l'on injecte le GRF qui est l'accélérateur, le frein 
qui est la somatostatine demeure toujours présent. C'est ainsi que 
l'hypothèse suivante a été posée. Si l'on pouvait enlever le frein (la 
somatostatine) tout en enfonçant l'accélérateur (le GRF), les sécrétions de ST 
seraient peut-être augmentées davantage tout en requérant moins de GRF. De 
plus, l'inhibition du frein à lui seul suffirait peut-être à augmenter les 
sécrétions de ST. Des travaux d'autres chercheurs indiquent que cette 
approche peut être prometteuse. Le principe de base de 1 ' immunoneutralisation 
de la somatostatine est similaire à la vaccination contre les maladies à 
l'exception que les anticorps que l'on fait produire à l'animal sont dirigés 
vers la somatostatine endogène au lieu d'un virus ou d'une bactérie. 

Une expérience a été réalisée avec des veaux de grain dans le but de 
déterminer l'effet de l'infusion du GRF et de l'immunisation active contre la 
somatostatine sur la croissance de l'animal, la qualité des carcasses, le 
poids des organes du tube digestif ainsi que les sécrétions hormonales. 
Trente-deux veaux mâles ont été répartis en deux groupes uniformes dont une 



14 



moitié a été immunisée contre l'alfa-globuline humaine et l'autre moitié 
contre la somatostatine conjuguée à l'alfa-globuline humaine, une semaine 
après le sevrage (79 kg). Comme la somatostatine est une petite molécule, on 
doit la combiner à une substance antigénique pour favoriser la formation 
d'anticorps. Des rappels subséquents ont été faits aux jours 14, 28, 56 et 73 
de la période expérimentale. Les veaux immunisés contre la somatostatine ont 
développé des anticorps spécifiquement contre la somatostatine d'une façon 
signif icativement plus élevée que les veaux témoins. Entre les jours 79 à 
111, la moitié des veaux provenant de chacun des traitements d'immunisation 
ont été infusés avec du hGRF(l-29)NH2 à la dose de 3,33 ng/min. kg de poids 
corporel. Les animaux ont été abattus aux jours 119 et 128 afin de recueillir 
des données sur la qualité des carcasses et le poids de différents organes. 

Contrairement aux résultats espérés, l'immunisation contre la 
somatostatine a diminué les concentrations de ST (8,3 vs 16,1 ng/mL) et de 
somatomédines-C (126,0 vs 150,9 ng/mL). Deux explications possibles ont alors 
été avancées. D'abord la vitesse d'élimination de ces hormones a peut-être 
été augmentée avec l'immunisation à la somatostatine et a ainsi diminué les 
concentrations sanguines tel que suggéré par Kenison (1987). Une autre 
possibilité est que l'immunisation contre la somatostatine a provoqué le 
développement d'antiidiotypes, c'est-à-dire des substances agissant comme des 
anticorps contre les anticorps qui inhibent la somatostatine. Leur action 
biologique est donc similaire à la somatostatine qui inhibe la sécrétion de 
ST. À l'instar des travaux antérieurs, le traitement au GRF a causé une 
augmentation des concentrations sanguines de ST et de somatomédines-C (Roy et 
al. 1989). 

La réponse des traitements hormonaux sur la performance des veaux est en 
relation avec les concentrations de ST et de somatomédines-C. En effet, le 
GRF a augmenté le gain de poids corporel quotidien alors que l'immunisation 
contre la somatostatine l'a diminué. La composition de la carcasse et le 
poids de différents organes (reticulo-rumen, omasum, abomasum, duodénum, petit 
et grand intestin, poumons, reins, rate, thymus et testicules) n'ont pas été 
influencés par les traitements, sauf le poids du foie et du pancréas qui a 
diminué avec l'immunisation contre la somatostatine (Roy et al. 1990). 

Cette expérience a démontré que le GRF augmente spécifiquement l'activité 
de l'amylase du pancréas (Roy et al. 1991). Cette action pourrait avoir un 
effet bénéfique sur la digestion de l'amidon par le ruminant. 

Le GRF influence donc aussi le métabolisme du bovin en croissance en 
augmentant la quantité d'énergie retenue sous forme de protéines sans modifier 
la quantité totale d'énergie retenue. De plus, le GRF a augmenté la 
digestibilité de la ration lors de deux expériences et ne l'a pas influencée 
lorsqu' infusé. Cet effet, différent de celui de la ST, devra être étudié 
davantage. L'approche utilisant l'immunisation contre la somatostatine ne 
s'est pas avérée, du moins dans un premier temps, aussi prometteuse. 



15 



4. CONCLUSION 

À la Station de recherches de Lennoxville, nous avons choisi de 
privilégier l'approche utilisant la somatocrinine pour augmenter les 
concentrations de somatotrophine afin d'amener une amélioration de 
l'efficacité de la production des bovins en croissance ou en lactation. La 
somatocrinine a été caractérisée il y a à peine dix ans. Dans ce bulletin 
technique, nous vous avons proposé le cheminement que nous avons fait pendant 
ce court laps de temps, débutant avec une molécule nouvellement découverte et 
démontrant finalement son potentiel d'utilisation. 

Les mécanismes d'action impliqués dans l'augmentation de la production 
laitière chez la vache en production et dans l'augmentation de la rétention 
azotée chez les bovins en croissance suite à un traitement à la somatocrinine 
ne sont pas encore élucidés. Cependant, il devient de plus en plus évident 
que tout l'organisme s'implique dans cette modification métabolique: les 
différents organes ou tissus agissent de concert de façon à diriger les 
nutriments vers les sites où la demande est accrue et à diminuer l'utilisation 
de ces nutriments par les autres sites. L'axe somatotrophique semble jouer un 
rôle de premier plan dans l'orchestration métabolique orientée vers une 
productivité élevée. Les somatomédines-C, dont la concentration sanguine 
augmente suite aux traitements de GRF (Abribat et al. 1990; Lapierre et al. 
1990a, 1991, 1992b), mais dont l'activité paracrine est aussi maintenant 
démontrée, viennent compléter la cascade des événements reliés à l'axe 
somatotrophique. Leur mode d'action exact, l'effet de leurs protéines 
porteuses demandent cependant encore des clarifications. Il reste aussi à 
déterminer si l'effet de la somatocrinine dans l'augmentation de la 
dlgestibilité de la ration est bien réel et si oui, pourquoi agit- il 
différemment de la somatotrophine à ce niveau. La porte de la recherche 
demeure encore toute grande ouverte afin de mieux comprendre les mécanismes 
d'action impliqués dans cette coordination métabolique demandée à l'animal qui 
augmente ainsi son efficacité bioénergétique. 



16 



BIBLIOGRAPHIE 

Abribat, T.; Lapierre, H.; Dubreuil, P.; Pelletier, G.; Gaudreau, P.; Brazeau, 
P.; Petitclerc, D. 1990. Insulin-like growth factor-I concentration in 
Holstein female cattle: variations with âge, stage of lactation and 
growth hormone -releasing factor administration. Domest. Anim. 
Endocrinol. 7:93-102. 

Azimov, G.J.; Krouze, N.K. 1937. The lactogenic préparations from the 

anterior pituitary and the increase of milk yield in cows. J. Dairy Sci. 
20:289-306. 

Bauman, D.E. ; Eppard, P.J.; DeGeeter, M.J.; Lanza, G. M. 1985. Responses of 
high-producing dairy cows to long-term treatment with pituitary 
somatotropin and recombinant somatotropin. J. Dairy Sci. 68:1352-1362. 

Brazeau, P.; Vale, W. ; Burgus, R. ; Ling, N. ; Butcher, M.; Rivier, J.; 

Guillemin, R. 1973. Hypothalamic polypeptide that inhibits the sécrétion 
of immunore active pituitary growth hormone. Science 179:77-79. 

Brumby, P.J.; Hancock, J. 1955. The galactopoietic rôle of growth hormone in 
dairy cattle. N. Z. J. Sci. Technol. 36:417-436. 

Chilliard, Y. 1988. Long-term effects of recombinant bovine somatotropin 
(rBST) on dairy cow performances. Ann. Zootech. 37:159-180. 

Cotes, P. M.; Crichton, J.A.; Folley, S.J.; Young, F. G. 1949. Galactopoietic 
activity of purified anterior pituitary growth hormone. Nature 164:992- 
993. 

Crooker, B.A.; McGulre, M. A. ; Cohick, W.S.; Harkins, M.; Bauman, D.E.; 

Sejrsen, K. 1990. Effect of dose of bovine somatotropin on nutrient 
utilization in growing dairy heifers. J. Nutr. 120:1256-1263. 

Eisemann, J.H.; Tyrrell, H. F.; Hammond, A.C.; Reynolds, P.J.; Bauman, D.E.; 
Haaland, G.L. ; McMurtry J.P.; Varga, G. A. 1986. Effect of bovine growth 
hormone administration on metabolism of growing Hereford heifers: dietary 
digestibility, energy and ni trogen balance. J. Nutr. 116:157-163. 

Félix, A. M. ; Heimer, E.D. ; Mowles, T. F.; Eiseinbeis, H.; Leung, T.; Lambros, 
T.J.; Ahmed, M.; Wang, C.T.; Brazeau, P. 1986. Synthesis and biological 
activity of novel growth hormone releasing factor analog. Proc. 19th 
European Peptide Symposium. Chalkididi, Greece. pp. 481-483. 

Folley, S.J.; Young, F. G. 1945. The galactopoietic action of pituitary 

extracts in lactating cows. 1. Dose-response relations and total yields 
during declining lactation. J. Endocrinol. 4:194-204. 

Frohman, L.A. ; Downs, T.R. ; Williams, T.C.; Heimer, E.P.; Pan, Y. CE.; Félix, 
A. M. 1986. Rapid enzymatic dégradation of growth hormone-releasing 
hormone by plasma in vitro and in vivo to a biologically inactive product 
cleaved at the NH 2 terminus. J. Clin. Invest. 78:906. 



17 



Guillemin, R. ; Brazeau, P.; Bohlen, P.; Esch, F.; Ling, N.; Wehrenberg, W.B. 
1982. Growth hormone-releasing factor a human pancreatic tumor that 
caused acromegaly. Science 218:585-587. 

Guillemin, R. ; Brazeau, P.; Bohlen, P.; Esch, F.; Ling, N.; Wehrenberg, W.B.; 
Block, B.; Mougin, C. ; Zeytin, F.; Baird, A. 1984. Somatocrinin, the 
growth hormone releasing factor. Récent Progr. Horm. Res. 40:233-299. 

Hutton, J.B. 1957. The effect of growth hormone on the yield and composition 
of cows' milk. J. Endocrinol. 16:115-125. 

Kenison, D.C. 1987. Use of active immunization against somatostatin in the 

manipulation of the ruminant endocrine System. Ph.D. Thesis, Texas A & M 
University, 96 p. 

Krulich, L.A.; Dharirval, P. S.; McCan, S. M. 1968. Stimulatory and inhibitory 
effects of purified hypothalamic extracts on growth hormone release from 
rat pituitary in vitro. Endocrinology 83:783-790. 

Laçasse, P.; Petitclerc, D.; Pelletier, G.; Couture, Y.; Morisset, J.; 

Gaudreau, P.; Brazeau, P. 1991a. Effect of long-term administration of 
human growth hormone-releasing factor and(or) thyrotropin-releasing 
factor on milk production, insulin-like growth factor-I and plasma 
constituents in dairy cows. Can. J. Anim. Sci. 71:707-715. 

Laçasse, P.; Petitclerc, D.; Pelletier, G.; Delorme, L.; Morisset, J.; 

Gaudreau, P.; Brazeau, P. 1991b. Effect of long-term administration of 
human growth hormone-releasing factor and (or) thyrotropin-releasing 
factor on hormone concentrations in lactating dairy cows. Domest. Anim. 
Endocrinol. 8:99-108. 

Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petitclerc, D.; Morisset, J. ; Couture, Y.; 

Brazeau, P. 1985. Effects of human growth hormone-releasing factor 44- 
NHj (hGRF) on bovine growth hormone (bST) release and milk production in 
lactating dairy cows. Fed. Proc. 44:1358. 

Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petitclerc, D.; Dubreuil, P.; Morisset, J.; 

Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1988a. Effect of human growth 
hormone-releasing factor (1-29)NH2 on growth hormone release and milk 
production in dairy cows. J. Dairy Sci. 71:92-98. 

Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petitclerc, D.; Dubreuil, P.; Morisset, J. ; 
Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1988b. Effect of two-month 
treatment with growth hormone-releasing factor on growth hormone release 
in dairy cows. Can. J. Anim. Sci. 68:731-740. 

Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petitclerc, D.; Dubreuil, P.; Morisset, J. ; 
Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1988c. Effect of two-month 
treatment with growth hormone-releasing factor on milk production and 
plasma constituents in dairy cows. Can. J. Anim. Sci. 68:741-749. 



18 



Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petltclerc, D.; Gaudreau, P.; Dubreuil, P.; 

Mowles, T. et Brazeau, P. 1990a. Effect of a growth hormone -releasing 
factor analog on growth hormone, insulin like growth factor I and milk 
production in dairy cows. Can. J. Anim. Sci. 70:525-535. 

Lapierre, H.; Petitclerc, D. ; Pelletier, G.; Delorme, L. ; Dubreuil, P.; 

Morisset, J.; Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1990b. Effect of 
human growth hormone -releasing factor and(or) thyro trop in- releasing 
factor on hormone concentrations in dairy calves. J. Anim. Sci. 68:2436- 
2449. 

Lapierre, H.; Pelletier, G.; Petitclerc, D. ; Dubreuil, P.; Morisset, J.; 

Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1991. Effect of human growth 
hormone -releasing factor and(or) thyro trop in- releasing factor on growth, 
carcass composition, diet digestibility, nutrient balance and plasma 
constituents in dairy calves. J. Anim. Sci. 69:587-598. 

Lapierre, H.; Tyrrell, H. F.; Reynolds, C.K.; Elsasser, T. H. ; Gaudreau, P.; 
Brazeau, P. 1992. Effect of growth hormone -releasing factor and feed 
intake on energy metabolism in growing beef steers: whole body energy and 
nitrogen metabolism. J. Anim. Sci. 70:764-772. 

Machlin, L.J. 1973. Effect of growth hormone on milk production and feed 
utilization in dairy cows. J. Dairy Sci. 56:575-580. 

Moseley, W.M. ; Krabill, L.F.; Olsen, R.F. 1982. Effect of bovine growth 
hormone administered in various patterns on nitrogen metabolism in the 
Holstein steer. J. Anim. Sci. 55:1062-1070. 

Moseley, W.M. ; Huisman, J.; VanWeerden, E.J. 1987. Sérum growth hormone and 
nitrogen metabolism responses in young bull calves infused with growth 
hormone -releasing factor for 20 days. Dômes t. Anim. Endocrinol. 4:51-59. 

Petitclerc, D. ; Pelletier, G.; Lapierre, H.; Gaudreau, P.; Couture, Y.; 

Morisset, J.; Brazeau, P. 1985. Use of human growth hormone -releasing 
factor and [1-29] -NH 2 analogue on growth hormone release and milk 
production in dairy cattle. Pages 343-358 dans Therapeutic agents 
produced by genetlc engineering: "Quo Vadis?" Symposium, Sanofi Group, 
May 29-30, Toulouse -Labège, France. 

Petitclerc, D. ; Pelletier, G.; Lapierre, H.; Gaudreau, P.; Couture, Y.; 
Dubreuil, P.; Morisset, J.; Brazeau, P. 1987. Dose response of two 
synthetic human growth hormone-releasing factors on growth hormone 
release in heifers and pigs. J. Anim. Sci. 65:996-1005. 

Pelletier, G.; Petitclerc, D. ; Lapierre, H.; Bernier-Cardou, M.; Morisset, J.; 
Gaudreau, P.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1987. Injection of synthetic 
human growth hormone-releasing factor in dairy cows. 1. Effect on feed 
intake and milk yield and composition. J. Dairy Sci. 70: 2511-2517. 



19 



Reynolds, C.K. ; Laplerre, H.; Tyrrell, H. F.; Elsasser, T. H. ; Staples, R.C.; 
Gaudreau, P.; Brazeau, P. 1992. Effects of growth hormone -releasing 
factor and feed intake on energy metabolism in growing beef steers: net 
nutrient metabolism by portai -drained viscera and liver. J. Anim. Sci. 
70:752-763. 

Ringuet, H.; Petitclerc, D. ; Sorensen, M. T. ; Gaudreau, P.; Pelletier, G.; 
Morisset, J.; Couture, Y.; Brazeau, P. 1989. Effect of human 
somatotropin- releasing factor and photoperiods on carcass parameters and 
mammary gland development of dairy heifers. J. Dairy Sci. 72:2928-2935. 

Roy, N. ; Petitclerc, D. ; Pelletier, G.; Bernier, J.F.; Gaudreau, P.; Farmer, 
C.; Dubreuil, P.; Brazeau, P. 1989. Effects of active immunization 
against somatostatin (SRIF) and growth hormone -releasing factor (GRF) 
infusion on hormonal profiles of calves. J. Anim. Sci. 67 (Suppl. 1): 
196-197. 

Roy, N. ; Petitclerc, D. ; Farmer, C.; Bernier, J.F.; Pelletier, G. 1990. 

Effects of active immunization against somatostatin (SRIF) and(or) growth 
hormone -releasing factor (GRF) infusion on weights of internai organs and 
carcass composition in dairy calves. J. Anim. Sci. (Suppl. 1) 68:293. 

Roy, N. ; Pelletier, G.; Petitclerc, D. ; Bernier J. -F. ; Farmer, C.; Morisset, 
J. 1991. Effets de l'immunisation active contre la somatostatine (SRIF), 
de l'infusion de la somatocrinine (GRF) et de leur combinaison sur le 
pancréas chez le veau. Ann. ACFAS (Assoc. Can. Fr. Av. Sci.) 59:251. 

Sandles, L. D. ; Peel, C.J. 1987. Growth and carcass composition of pre- 

pubertal dairy heifers treated with bovine growth hormone. Anim. Prod. 
44:21-27. 

Sejrsen, K. ; Foldager, J.; Sorensen, M. T. ; Akers, R.M. ; Bauman, D.E. 1986. 
Effect of exogenous bovine somatotropin on pubertal mammary development 
in heifers. J. Dairy Sci. 69:1528-1535. 



20 



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